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第25届亚洲物理奥林匹克竞赛实验试题介绍及解析——电磁炉的物理原理
1
作者 钱钧 刘丽飒 +2 位作者 李勇男 张天浩 宋峰 《物理实验》 2025年第10期32-40,共9页
第25届亚洲物理奥林匹克竞赛实验题为电磁炉的物理原理,试题将电磁炉简化为接通交流电的线圈对其上方金属盘进行加热.题目主要包括线圈电感及其内阻的测量、金属中的趋肤效应研究、金属盘的比热及其有效负载电阻的测定3部分.该试题实验... 第25届亚洲物理奥林匹克竞赛实验题为电磁炉的物理原理,试题将电磁炉简化为接通交流电的线圈对其上方金属盘进行加热.题目主要包括线圈电感及其内阻的测量、金属中的趋肤效应研究、金属盘的比热及其有效负载电阻的测定3部分.该试题实验测量和数据作图的工作量比较大,对学生分析和解决实验问题的能力要求较高.本文对实验试题和解答进行了详细地介绍和解析. 展开更多
关键词 亚洲物理奥林匹克竞赛 电磁炉 趋肤效应
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参数列表化置信传播-顺序统计译码算法
2
作者 梁济凡 王千帆 +2 位作者 宋林琦 李绿周 马啸 《电子与信息学报》 北大核心 2025年第11期4254-4263,共10页
针对量子纠错码中置信传播-顺序统计译码(BP-OSD)在单一归一化因子下搜索空间受限、易陷入局部最优而影响性能的问题,该文提出一种兼顾复杂度且提升译码性能的改进方案。所提增强型BP-OSD算法的核心思想是在前处理BP译码阶段对归一化因... 针对量子纠错码中置信传播-顺序统计译码(BP-OSD)在单一归一化因子下搜索空间受限、易陷入局部最优而影响性能的问题,该文提出一种兼顾复杂度且提升译码性能的改进方案。所提增强型BP-OSD算法的核心思想是在前处理BP译码阶段对归一化因子α进行列表化。与传统算法仅采用单一α值不同,所提方法针对多个α取值分别执行BP译码,并对每个取值下得到的后验概率利用OSD算法进行后处理,形成候选列表,最终选取最似然结果作为译码输出。为降低计算复杂度,该文仅在第1阶段BP译码失败时才触发参数列表化BP-OSD算法,并进一步对所提算法复杂度进行了理论分析与数值验证。结果显示,所提方案在低物理错误率区域与BP译码具有相似的复杂度。在实验方面,该文通过蒙特卡罗仿真对主流Surface码和量子低密度一致校验(QLDPC)码进行了性能评估。数值结果表明:(1)对于Surface码,所提方法相较于最小权重完美匹配(MWPM)算法和原始BP算法,可明显降低逻辑比特错误率并提升阈值(从MWPM的约15.5%提升至约18.3%);(2)对于QLDPC码,所提方法较原始BP和原始BP-OSD算法可显著提高译码性能,降低逻辑错误率。 展开更多
关键词 量子纠错 Surface码 量子低密度一致校验(QLDPC)码 置信传播-顺序统计译码(BP-OSD)算法
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基于张量方法探究导体球在线性梯度磁场中的运动
3
作者 沈航正 蔡卓凡 +4 位作者 陶小平 赵伟 浦其荣 赵霞 张增明 《大学物理》 2025年第1期106-111,共6页
2023年大学生物理学术竞赛(以下文本中均简称为CUPT)中的第二题振荡球(Oscillating sphere)要求研究一个表面导电的导体球在磁场中的运动.本文从麦克斯韦方程组出发,基于良导体的性质,利用级数展开和分离变量法,将问题转化为定边界的泊... 2023年大学生物理学术竞赛(以下文本中均简称为CUPT)中的第二题振荡球(Oscillating sphere)要求研究一个表面导电的导体球在磁场中的运动.本文从麦克斯韦方程组出发,基于良导体的性质,利用级数展开和分离变量法,将问题转化为定边界的泊松方程,再利用张量表述下的球谐函数,研究了非铁磁导体球壳在均匀磁场和线性梯度磁场中受到的力和力矩,获得了完备的描述导体球壳在线性梯度场中运动模式的微分方程,求解并设计实验探究了动力学方程的若干特解,在大学物理实验条件下,证明了导体球模型平动与转动的衰减以及相互的耦合运动规律. 展开更多
关键词 CUPT IYPT 磁场 球谐函数
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基于内置式变磁阻发电机的双列圆锥滚子轴承转动能量采集器
4
作者 郑晨 代其义 +3 位作者 王松 马腾浩 高帅 韩勤锴 《动力学与控制学报》 2025年第7期45-53,共9页
传统铁路轴箱轴承(双列圆锥滚子轴承)监测系统存在布线复杂、维护成本高及灵活性不足等问题,限制了其在工业设备智能化管理中的应用.因此提出了一种基于内置式变磁阻发电机(variable reluctance generator,VRG)的双列圆锥滚子轴承用变... 传统铁路轴箱轴承(双列圆锥滚子轴承)监测系统存在布线复杂、维护成本高及灵活性不足等问题,限制了其在工业设备智能化管理中的应用.因此提出了一种基于内置式变磁阻发电机(variable reluctance generator,VRG)的双列圆锥滚子轴承用变磁阻能量采集器(variable reluctance energy harvester,VREH),旨在通过能量采集技术为轴承监测系统中的传感器和无线发射模块提供持续的电能支持,助力轴承的智能化设计.该VREH利用轴承运转过程中产生的机械能,通过变磁阻效应将其转化为电能,为无线发射模块供电,并通过无线发射模块将信号传输到移动PC端,实现信号的无线传输.通过理论和仿真分析验证了VRG的发电原理,并测试和分析了关键设计参数(包括线圈匝数、线圈-齿形金属环间距、铁芯材料等)对VREH性能的影响.无线发射实验结果表明,该VREH能够在铁路轴箱轴承中稳定工作,实现了高效的能量采集,为无线发射系统提供持续的电能支持. 展开更多
关键词 变磁阻发电机 双列圆锥滚子轴承 能量采集 自供电 无线发射
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电磁感应法在混凝土钢筋保护层厚度检测中的应用 被引量：1
5
作者 王宇东 《科技创新与生产力》 2025年第6期125-127,134,共4页
为了提升混凝土钢筋保护层厚度检测的准确性和效率,本文使用对比分析、数据统计等方法研究电磁感应法在混凝土钢筋保护层厚度检测中应用,最终结果证明当相关人员有效控制电磁感应法的各种影响因素后,其与直测法的检测结果非常接近,可准... 为了提升混凝土钢筋保护层厚度检测的准确性和效率,本文使用对比分析、数据统计等方法研究电磁感应法在混凝土钢筋保护层厚度检测中应用,最终结果证明当相关人员有效控制电磁感应法的各种影响因素后,其与直测法的检测结果非常接近,可准确检测出混凝土钢筋保护层厚度。 展开更多
关键词 混凝土钢筋保护层 厚度检测 电磁测量 电磁感应法
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感生电动势与动生电动势的关系讨论 ——以一道电磁感应习题的解答为例
6
作者 吴萍 艾晶晶 《物理通报》 2025年第2期29-32,共4页
对一道关于电磁感应的练习题目加以分析,发现当引起磁通量变化的两类因素同时存在时,系统总的感应电动势是动生电动势和感生电动势的叠加.从法拉第电磁感应定律出发,通过公式推导揭示了动生电动势和感生电动势之间相互独立互不影响的关... 对一道关于电磁感应的练习题目加以分析,发现当引起磁通量变化的两类因素同时存在时,系统总的感应电动势是动生电动势和感生电动势的叠加.从法拉第电磁感应定律出发,通过公式推导揭示了动生电动势和感生电动势之间相互独立互不影响的关系,阐明了一般教材中感生电动势的定义式是与回路运动与否无关的普遍关系式. 展开更多
关键词 电磁感应 感生电动势 动生电动势
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电磁脉冲对目标腔体的孔缝耦合效应数值研究 被引量：26
7
作者 刘顺坤 傅君眉 +2 位作者 周辉 陈雨生 祝敏 《电波科学学报》 EI CSCD 1999年第2期202-206,共5页
利用时域有限差分（ＦＤ－ＴＤ）方法研究了超宽带电磁脉冲（ＵＷＢ）、快上升前沿电磁脉冲（ＦＲＥＭＰ）、核电磁脉冲（ＮＥＭＰ）对目标腔体的孔缝耦合效应。研究表明：对于较小尺寸的目标腔体，在孔缝尺寸也较小的情况下，ＦＲＥＭ... 利用时域有限差分（ＦＤ－ＴＤ）方法研究了超宽带电磁脉冲（ＵＷＢ）、快上升前沿电磁脉冲（ＦＲＥＭＰ）、核电磁脉冲（ＮＥＭＰ）对目标腔体的孔缝耦合效应。研究表明：对于较小尺寸的目标腔体，在孔缝尺寸也较小的情况下，ＦＲＥＭＰ和ＵＷＢ相对于ＮＥＭＰ更容易通过腔体上的孔缝耦合进入目标腔体，而且更容易引起孔腔共振。 展开更多
关键词 时域有限差分 电磁脉冲 耦合 孔腔共振 目标腔体
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分布式负载平行板有界波电磁脉冲模拟器的模拟分析 被引量：15
8
作者 朱湘琴 王建国 +2 位作者 陈维青 陈再高 蔡利兵 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期245-251,共7页
将并行时域有限差分方法用于分布式负载平行板有界波电磁脉冲模拟器模拟,并给出模拟器的尺寸参数对工作空间半高处几个测试点场的影响。研究结果表明:与源在x轴向距离上越靠近的点,其电场的上升沿越小;模拟器传输线最大宽度和最大高度... 将并行时域有限差分方法用于分布式负载平行板有界波电磁脉冲模拟器模拟,并给出模拟器的尺寸参数对工作空间半高处几个测试点场的影响。研究结果表明:与源在x轴向距离上越靠近的点,其电场的上升沿越小;模拟器传输线最大宽度和最大高度之比为2,且下金属板宽度与传输线最大宽度相同时,测试点场的上升沿较小,半高宽较大;随着传输线在x方向投影长度的增加,与源位置x轴向等距离的测试点场的峰值增大,场的上升沿减小,但减小的量趋于平缓。且同轴线馈电时得到的各测试点场脉冲的上升沿要比直接加平面电场源的方式更大一点,半高宽则要小一点,但两者波形相似。 展开更多
关键词 分布式负载 平行板 有界波 电磁脉冲模拟器 并行有限时域差分
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集总负载平行板有界波电磁脉冲模拟器的并行时域有限差分模拟 被引量：16
9
作者 朱湘琴 王建国 +2 位作者 陈维青 陈再高 蔡利兵 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第9期2334-2340,共7页
介绍了用于集总负载平行板有界波电磁脉冲模拟器模拟的并行时域有限差分方法,分析了模拟器的几个尺寸参数对工作空间的场的影响。研究表明:当下金属板宽度大于或等于工作空间平板宽度的1.5倍时,前过渡段附近的测试点电场的上升沿受前过... 介绍了用于集总负载平行板有界波电磁脉冲模拟器模拟的并行时域有限差分方法,分析了模拟器的几个尺寸参数对工作空间的场的影响。研究表明:当下金属板宽度大于或等于工作空间平板宽度的1.5倍时,前过渡段附近的测试点电场的上升沿受前过渡段投影长度的影响较小,而工作空间中心附近的测试点电场的上升沿则随着投影长度的增大而减小,但减小趋于平缓;所有测试点电场的上升沿均随下金属板宽度的增大而减小,但减小趋于平缓;对于前过渡段投影长度固定的模拟器,其高度并不是越小(大)越好,而是存在一个最佳高度值。 展开更多
关键词 集总负载 平行板 有界波电磁脉冲模拟器 并行时域有限差分
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不同电磁脉冲对细导线的耦合 被引量：17
10
作者 程引会 周辉 +1 位作者 李宝忠 谢秦川 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第1期91-94,共4页
采用时域有限差分法 ,结合细线处理方法 ,分别对超宽带电磁脉冲、快前沿电磁脉冲和核电磁脉冲在自由空间细导线上耦合的电流进行了数值计算 。
关键词 电磁脉冲 感应电流 数值计算 细导线 耦合
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直流恒力电磁铁特性 被引量：35
11
作者 王淑红 肖旭亮 熊光煜 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期244-247,共4页
电磁铁成本低、结构简单、结实坚固,在某些应用场合,为了改善其控制特性,希望采用恒力(或准恒力)特性的电磁铁。为了设计制作这种电磁铁,须解决两个基本问题:采用什么结构方案;主要尺寸应满足什么条件。针对上述两个问题,提出两种圆柱... 电磁铁成本低、结构简单、结实坚固,在某些应用场合,为了改善其控制特性,希望采用恒力(或准恒力)特性的电磁铁。为了设计制作这种电磁铁,须解决两个基本问题:采用什么结构方案;主要尺寸应满足什么条件。针对上述两个问题,提出两种圆柱形直流电磁铁结构—盆形极面和锥形极面结构,在简化的等值磁路方法和分析磁路总磁导的基础上,导出产生恒力特性时电磁铁各主要尺寸之间的解析关系,分析各主要参数对力特性的综合影响。解析分析的结论可为进一步电磁场数值方法精确计算和试验研究提供初步的优选设计方案。解析计算结果与采用ANSOFT有限元电磁场软件计算的结果进行对比,证实所提出的方法和结论是正确的,对于恒力特性直流电磁铁的研发和设计是一种简便、适用的方法。 展开更多
关键词 电磁铁 等效磁路 有限元法 恒力特性
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冷坩埚熔铸技术的研究及开发现状 被引量：11
12
作者 陈瑞润 郭景杰 +5 位作者 丁宏升 苏彦庆 毕维生 刘林 贾均 傅恒志 《铸造》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期443-450,共8页
综述了冷坩埚技术的原理和特点、目前的研究及开发现状。冷坩埚具有无污染,可熔化高熔点金属,制备的材料组织均匀等优点。冷坩埚技术在以下领域得到广泛的研究和应用:与熔化技术相结合能高纯均匀熔炼活性金属,通过起熔材料能制备陶瓷材... 综述了冷坩埚技术的原理和特点、目前的研究及开发现状。冷坩埚具有无污染,可熔化高熔点金属,制备的材料组织均匀等优点。冷坩埚技术在以下领域得到广泛的研究和应用:与熔化技术相结合能高纯均匀熔炼活性金属,通过起熔材料能制备陶瓷材料;与连铸技术相结合能进行冷坩埚电磁连铸技术,提高铸锭表面质量,改善内部组织;与定向凝固和连铸技术相结合的冷坩埚定向凝固技术已成功进行钛合金的定向凝固;与多晶硅制备技术相结合能连续制备多晶硅,杂质含量少;与雾化沉积技术相结合的冷坩埚雾化沉积技术具有熔化合金种类多、适用范围广的优点。冷坩埚的自身特点决定了其必将更受重视和广阔发展前景。 展开更多
关键词 冷坩埚 熔炼 连铸 定向凝固
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基于蚁群算法的同步感应线圈炮结构参数优化 被引量：11
13
作者 刘文彪 曹延杰 +1 位作者 张媛 邹本贵 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第11期1416-1422,共7页
能量转换效率一直是制约同步感应线圈炮(SICG)工程应用的重要因素。对于SICG系统,任何机电参数的改变都会直接或者间接地影响系统能量转换效率。为了提高SICG系统的能量转换效率,建立了SICG的机电模型,以驱动线圈的结构参数、电枢结构... 能量转换效率一直是制约同步感应线圈炮(SICG)工程应用的重要因素。对于SICG系统,任何机电参数的改变都会直接或者间接地影响系统能量转换效率。为了提高SICG系统的能量转换效率,建立了SICG的机电模型,以驱动线圈的结构参数、电枢结构参数以及两者的轴向中心距为变量,以能量转换效率为目标函数,采用蚁群算法对60 mm口径的SICG系统进行了优化研究。研究结果表明,优化后系统能量转换效率从5.32%提高到15.2%.为了验证优化结果,搭建了SICG实验装置并进行了效率验证实验,优化结果得到了有效验证。 展开更多
关键词 电磁学 同步感应线圈炮 能量转换效率 蚁群算法 驱动线圈 电枢
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计算机电磁信息泄漏文字再现 被引量：8
14
作者 张洪欣 吕英华 +1 位作者 贺鹏飞 王海侠 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第6期653-658,共6页
设计了针对计算机电磁信息泄漏的接收和再现系统.用宽带天线截获电磁信息泄漏信号后,经带通滤波和放大,再用锁相环电路捕获帧同步与行同步信号.同步信号经模数转换后,得到视频数字信号的输出.然后,用平均滤波法对数字视频信号降噪.最后... 设计了针对计算机电磁信息泄漏的接收和再现系统.用宽带天线截获电磁信息泄漏信号后,经带通滤波和放大,再用锁相环电路捕获帧同步与行同步信号.同步信号经模数转换后,得到视频数字信号的输出.然后,用平均滤波法对数字视频信号降噪.最后,用匹配滤波器获得再现的文字.测试结果表明,用平均滤波的方法使同步信号的信噪比提高了18.7 dB,可在12 m范围内获取奔腾486主机及阴极射线管显示器泄漏的文字信息. 展开更多
关键词 TEMPEST 电磁辐射 电磁信息泄漏 信息再现 文字 计算机
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垂直极化平行板有界波电磁脉冲模拟器辐射近场的快速估算方法 被引量：6
15
作者 朱湘琴 王建国 +2 位作者 陈维青 陈再高 蔡利兵 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第11期244-250,共7页
为快速估算出垂直极化平行板有界波电磁脉冲(EMP)模拟器的时域近场,将散射传递函数法应用于该类型模拟器近场的时域计算中,即对于给定的脉冲源,先寻找有效频谱范围能覆盖该源的高斯脉冲源,并应用时域有限差分(FDTD)方法计算该高斯脉冲... 为快速估算出垂直极化平行板有界波电磁脉冲(EMP)模拟器的时域近场,将散射传递函数法应用于该类型模拟器近场的时域计算中,即对于给定的脉冲源,先寻找有效频谱范围能覆盖该源的高斯脉冲源,并应用时域有限差分(FDTD)方法计算该高斯脉冲源激励时模拟器中测试点场的时域响应,再利用傅里叶变换、系统的传递函数及傅里叶逆变换计算得到给定脉冲源激励时各测试点场的瞬态响应。所得计算结果与直接使用给定脉冲源激励时FDTD方法的计算结果符合较好。所述方法可用于同一模拟器在不同脉冲源激励时辐射近场的快速估算,能大大减少FDTD模拟计算的次数,尤其对于中大型模拟器能有效减少计算时间和内存。 展开更多
关键词 散射传递函数法 快速估算 垂直极化 有界波电磁脉冲模拟器 时域有限差分
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非共轴线圈炮口感应装定 被引量：8
16
作者 王秋生 毛俊 +2 位作者 孙艳 张翼 杜军 《探测与控制学报》 CSCD 北大核心 2009年第6期1-4,共4页
动态感应装定设计时,一般要求在炮口安装共轴线圈,数据的传输过程在引信穿越线圈时进行,在实际应用中,具有较大的局限性,为此提出一种在炮管或火箭发射管侧面安装发射线圈的感应装定模式,理论分析及试验验证证实方案可行。
关键词 引信 感应装定 非共轴 线圈 炮口
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辐射状接地体冲击接地阻抗特性的实验 被引量：6
17
作者 陈加清 周璧华 +2 位作者 赵斐 郭飞 黄小方 《解放军理工大学学报（自然科学版）》 EI 北大核心 2010年第2期142-146,共5页
为了研究辐射状接地体的冲击接地特性,用实验的方法得到了2种辐射状接地体的冲击接地阻抗TGR(transient grounding resistance)。实验所用接地体,其一,由8根长2m的钢筋组成米字形接地体;其二,由4根长4m的钢筋组成十字形接地体,材料均为1... 为了研究辐射状接地体的冲击接地特性,用实验的方法得到了2种辐射状接地体的冲击接地阻抗TGR(transient grounding resistance)。实验所用接地体,其一,由8根长2m的钢筋组成米字形接地体;其二,由4根长4m的钢筋组成十字形接地体,材料均为10钢筋,埋深0.6m。实验时高压脉冲发射器经接地体入地点放电,由脉冲电流传感器和脉冲电压传感器测得的信号经光纤传输系统传送至多路数字示波器,根据同步记录、存储的波形,计算得出了冲击接地阻抗波形。实验结果表明,在实验冲击电流下,米字形接地体的冲击接地阻抗呈现明显的容性特征,而十字形接地体的冲击接地阻抗容性特征不明显;冲击接地阻抗时域波形的稳定值与工频接地电阻的理论值非常接近。 展开更多
关键词 冲击接地阻抗 辐射状接地体 光纤测量 数字滤波
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三级同步感应线圈炮内弹道过程仿真 被引量：11
18
作者 曹延杰 刘文彪 +1 位作者 邹本贵 李治源 《弹道学报》 CSCD 北大核心 2008年第4期92-95,共4页
为了研究多级同步感应线圈炮的弹丸内弹道运动规律,建立了多级同步感应线圈炮的机电模型,绘制了机电模型的仿真程序流程框图.采用轴对称线圈磁场的数值计算方法和微分方程的前向差分法编写了仿真程序,并对一个三级同步感应线圈炮的弹丸... 为了研究多级同步感应线圈炮的弹丸内弹道运动规律,建立了多级同步感应线圈炮的机电模型,绘制了机电模型的仿真程序流程框图.采用轴对称线圈磁场的数值计算方法和微分方程的前向差分法编写了仿真程序,并对一个三级同步感应线圈炮的弹丸内弹道运动过程进行了仿真.结果表明,电枢中的感应电流从尾部往前部依次减小,电枢尾部电流最大,温升和受力也最大,因此电枢尾部最容易被破坏. 展开更多
关键词 多级同步感应线圈炮 内弹道 电枢
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电磁波对化学反应的非热作用及其在电磁生物非热效应机理研究中的意义 被引量：34
19
作者 黄卡玛 刘永清 +2 位作者 唐敬贤 赵军 王保义 《微波学报》 CSCD 北大核心 1996年第2期126-132,146,共8页
文用实验证实了电磁波对化学反应的非热作用.电磁波改变了反应的活化能和指前因子,从而导致反应速率和平衡的变化.这一结果也为生物代谢动态过程中的电磁干扰理论提供了间接的证据.
关键词 电磁波 化学反应 生物电磁学 非热效应
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10m高分布式负载有界波电磁脉冲模拟器的模式分析 被引量：4
20
作者 朱湘琴 王建国 +2 位作者 袁科亮 张国伟 陈再高 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第7期209-215,共7页
利用时域奇异值分解(SVD)技术对并行时域有限差分(FDTD)方法计算得到的分布式负载平行板有界波电磁脉冲(EMP)模拟器内的场进行模式分析,给出有、无效应物时模拟器内场的3个主要模式(即TEM,TM1和TM2模)奇异值的变化及该奇异值随效应物的... 利用时域奇异值分解(SVD)技术对并行时域有限差分(FDTD)方法计算得到的分布式负载平行板有界波电磁脉冲(EMP)模拟器内的场进行模式分析,给出有、无效应物时模拟器内场的3个主要模式(即TEM,TM1和TM2模)奇异值的变化及该奇异值随效应物的位置及高度的变化规律。研究结果表明:电磁波在模拟器中传播时,其主模TEM模的高频分量在衰减;效应物越靠近源时测试点场的3个主要模式所对应的奇异值变化越大;且当效应物的高度与所在位置处两极板距离之比小于等于60%时,效应物附近位置处场的TEM模对应的奇异值会出现两个极大值点,两点的水平间距与效应物的水平尺寸相当。 展开更多
关键词 分布式负载 平行板 有界波 并行FDTD SVD
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